由氨水进料联产氢和电的制作方法

本公开旨在由氨产生氢和电。更具体地，对氨进行催化以形成氢和残余氨。在微型涡轮机中燃烧残余氨以产生电和热量。

背景技术：

1、将石油或天然气转化为氢和电可以对降低运输部门的排放足迹具有重大影响。通过借助先进的工艺来产生氢并将该技术与碳捕获、利用和储存(ccus)相结合，氢有潜力为更清洁、更安全和负担得起的能源未来做出重大贡献。为了大规模长距离运输氢，可以将氢转化为氨，然后可以在适度的温度和压力条件下以液体形式轻松地运送氨。

2、此外，尽管氨可以作为燃料燃烧，但直接使用氨的技术(如内燃发动机)仍在发展中。因而，将氨流结合到当前技术中的技术将是有用的。

技术实现思路

1、示例中所描述的实施例提供了一种用于由氨水溶液产生氢和电力的系统。该系统包括蒸馏单元、压缩单元、膜分离器和微型涡轮机，蒸馏单元用以由氨水溶液产生氨气，压缩单元用以提高氨气的压力，膜分离器用以将氨气催化地转化为氮和氢并将氢作为渗透物进行移除，微型涡轮机用以燃烧渗余物以产生能量。

2、示例中所描述的另一实施例提供了一种用于由氨水溶液产生氢和电力的方法。该方法包括：对氨水溶液进行蒸馏以产生氨气和废物流；对氨气进行压缩；将氨气催化地转化为氮和氢；在膜分离器中将氢作为渗透物进行分离；以及在微型涡轮机中燃烧渗余物以产生电力。

技术特征：

1.一种用于由氨水溶液产生氢和电力的系统，包括：

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述蒸馏单元包括多级蒸馏塔。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述压缩单元包括多级压缩机。

4.如权利要求1所述的系统，包括热交换器，所述热交换器位于所述压缩单元的下游，用以将所述氨气加热到所述膜分离器的操作温度。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述膜分离器中的膜包括催化剂，所述催化剂将所述氨气转化为氮和氢。

6.如权利要求5所述的系统，其中，所述催化剂包括钯。

7.如权利要求5所述的系统，其中，所述催化剂包括钯合金。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述膜分离器中的膜包括质子传导膜。

9.如权利要求1所述的系统，其中，所述膜分离器中的膜包括电化学转化系统。

10.如权利要求1所述的系统，其中，所述微型涡轮机包括回热器。

11.如权利要求1所述的系统，其中，所述渗余物包括氨、氢或氮、或者其任何组合。

12.如权利要求1所述的系统，包括用于燃料电池电动车辆(fecv)的燃料加注站。

13.如权利要求1所述的系统，包括用于电动车辆(ev)的充电站。

14.如权利要求1所述的系统，其中，所述能量包括来自所述微型涡轮机的排气流的热量。

15.如权利要求1所述的系统，其中，所述能量包括来自与所述微型涡轮机联接的发电机的电。

16.一种用于由氨水溶液产生氢和电力的方法，包括：

17.如权利要求16所述的方法，包括将所述氨气催化地转化为氮和所述氢。

18.如权利要求16所述的方法，包括将所述氨气电化学地转化为氮和所述氢。

19.如权利要求16所述的方法，包括在对所述氨气进行压缩之后，将所述氨气升高到所述膜分离器的操作温度。

20.如权利要求16所述的方法，包括将来自所述微型涡轮机的排气的热量提供给热交换器以加热所述氨气。

21.如权利要求16所述的方法，包括将来自所述微型涡轮机的排气的热量提供给煮器以对所述氨水溶液进行蒸馏。

22.如权利要求16所述的方法，包括给由所述氨水溶液产生氢和电力的操作单元提供所述电力。

23.如权利要求16所述的方法，包括对所述氢进行纯化以满足燃料电池规范。

24.如权利要求16所述的方法，包括对用于燃料电池电动车辆(fcev)的燃料加注操作的所述氢进行压缩。

25.如权利要求16所述的方法，包括给用于电动车辆(ev)的充电站提供所述电力。

技术总结提供了一种用于由氨水溶液产生氢和电力的系统和方法。示例性系统包括蒸馏单元、压缩单元、膜分离器和微型涡轮机，蒸馏单元用以由氨水溶液产生氨气，压缩单元用以提高氨气的压力，膜分离器用以将氨气催化地转化为氮和氢并将氢作为渗透物移除，微型涡轮机用以燃烧渗余物以产生能量。技术研发人员：艾哈迈德·O·阿尔-科怀特,阿齐勒·贾迈勒,李乾浩受保护的技术使用者：沙特阿拉伯石油公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27